معرفی اصطلاحات (11) (فلسفه علم) (مقاله پژوهشی حوزه)

تعبیر «فلسفة...» از چند جهت مبهم است: این تعبیر گاهی بر حوزة پژوهش و گاهی بر یک نظریة خاص اطلاق می‌شود؛ به‌طور مثال «فلسفة ذهن» بر یک حوزة پژوهش دلالت می‌کند، درحالی‌که «فلسفة ذهن ارسطو» بر نظریه‌ای معین دلالت می‌کند. از سوی دیگر، در تعبیر «فلسفة تاریخ» ابهام دیگری وجود دارد: فلسفة تاریخ ممکن است با جریان کلی وقایع در طول زمان سر و کار داشته باشد، یا ممکن است به ماهیت و روش‌های تاریخ‌نگاری بپردازد. همچنین تعبیر «فلسفة دین» نیز دارای ابهام است، و ممکن است به‌معنای اصل دین یا مطالعة باورهای دینی باشد. همین ابهام عیناً درخصوص تعبیر «فلسفة حقوق» نیز وجود دارد، این تعبیر را می‌توان به‌معنای مجموعه‌ای از اصول حقوقی (احتمالاً براساس یک نظریه عقلانی دربارة عدالت) یا به‌ معنای بررسی و مطالعة ماهیت قوانین و نظام‌های حقوقی و قضایی به‌ کار برد.
فلسفة علم، آن‌ گونه که امروز شاخته شده است، شاخه‌ای از فلسفه است که بر بررسی انتقادی متمرکز است: این بررسی هم شامل روش‌ها و مبادی تصوری و تصدیقی علوم می‌شود هم شامل نتایج حاصل از آنها. یکی از شاخه‌های اصلی فلسفة علم، روش‌شناسی (methodology) است که پیوند نزدیکی با نظریة معرفت دارد. روش‌شناسی درباب روش‌هایی تحقیق می‌کند که علم به‌ وسیلة آنها به حقایق مفروض دربارة جهان دست می‌یابد، به‌ تعبیر دیگر، روش‌شناسی دلایل عقلانی و منطقی مربوط به روش‌های علم را به‌ نحو انتقادی بررسی و مطالعه می‌کند. مسائلی از قبیل معنای پذیرش نظریه‌ها در علم، و نسبت بین شاهد و فرضیه، و درجة ابطال‌گری داده‌های مشاهده‌ای درباب مدعیات علمی، مسائلی هستند که روش‌شناسی به بررسی آنها می‌پردازد.
بعضی دیگر از شاخه‌های فلسفة علم، معنا و محتوای نتایج علمی مقبول را بررسی می‌کنند و به این ترتیب با مابعدالطبیعه و فلسفة زبان پیوند نزدیک دارند. نمونة مسائلی که در این شاخه‌ها بررسی می‌شود عبارت‌اند از مسئلة ماهیت قوانین علمی، و محتوای شناختی نظریه‌های علمیِ مربوط به مشاهده‌ناپذیرها (unobservables)، و مسئلة ساختار تبیین‌های علمی.
فلسفة علم همچنین مسائلی بنیادی برخاسته از نتایج خاص علوم را مطالعه و بررسی می‌کند از قبیل پیش‌فرض‌های مابعدالطبیعیِ نظریه‌های مربوط به زمان ـ مکان، و نقش احتمالات در فیزیک آماری، و تفسیر اندازه در نظریة کوانتوم، و ساختار تبیین‌ها در زیست‌شناسی تکاملی و غیره.
مفاهیمی که در فلسفة علم مطرح هستند به حسب موضوعات و حوزه‌های اطلاقشان به‌ چند دسته تقسیم می‌شوند:
1. مفاهیم مربوط به اعتبار فرضیه‌ها
وقتی مسئلة اعتبار فرضیه‌های علمی بررسی می‌شود چند مفهوم بسیار مهم مطرح می‌شوند که عبارت‌اند از:
استقراگرایی (inductivism). برطبق این دیدگاه جزئیاتی که تحت فرضیه‌ها واقع می‌شوند می‌توانند از راه پیش‌بینی این فرضیه‌ها آنها را حمایت و تقویت کنند. به تعبیر دیگر، فرضیه‌ها درواقع حاصل تفحصات جزئی هستند و از انباشت این تفحصات است که فرضیه‌ها تولید می‌شوند. اگر کسی این اصل استنتاج استقرایی را به این معنا تلقی کند که آینده، شبیه گذشته خواهد بود؛ و اگر او در این‌ خصوص «هر نوع شباهت» را جایز بداند، در معرض این اعتراض شک‌گرایانه خواهد بود که این اصل عاری از محتوا، و اصلاً حتی با خودْ متناقض است. بارها گفته‌اند که برای اینکه این اصل دارای محتوا و سازگاری باشد باید فقط انواع طبیعی (natural kinds)، یعنی به‌واقع اوصاف ذاتی امور، در صورت‌بندی فرضیه‌های علمی دخالت داده شود، و جداً از مغالطة «اخذ بالعرض به‌جای بالذات» پرهیز گردد.
در مقابل استقراگرایی، دیدگاه مرسوم به الگوی فرضی قیاسی (hypothetico-deductive model) علم مطرح است. براساس این دیدگاه، نظریه‌های علمی نخست بر پایة تخیل خلاق دانشمندان پدید می‌آیند و سپس با هدف توجیه آنها، بر پیش‌بینی‌های مشاهده‌ای استنتا‌ج‌شده از این نظریه‌ها عرضه می‌شوند.
استنتاج محتمل abduction) در یونانی άπαγωγή، اَپاگوگه). مفهوم استنتاج محتمل  در منطق ارسطو (تحلیلات اولی، 2، 25، 69 الف 20 و بعد) این است که استنتاج محتمل، استنتاجی است که در آن «حد نخستین ]یعنی اکبر[ به‌وضوح به حد وسط تعلق می‌گیرد، اما تعلق حد وسط به حد آخر ]یعنی اصغر[ غیریقینی است، هرچند این رابطه به اندازة نتیجه یا بیش‌تر از آن متقاعد‌کننده باشد» (همان، 69 الف 22 ـ 21). به این ترتیب در استنتاج محتمل مقدمة کبری، یقینی است اما مقدمة صغری فقط محتمل است؛ و بنابراین نتیجة آن نیز محتمل خواهد بود. اما در فلسفة علم، این دیدگاه را که فرضیه‌ها تا آنجا قطعی تلقی می‌شوند که «بهترین تبیینِ» داده‌ها را فراهم آورند استنتاج محتمل یا گاهی استنتاج بهترین تبیین می‌نامند.
تأیید (confirmation). تأیید بیانگر نسبت بین شاهد و فرضیه است. اگر کسی معتقد شود که شواهدی که فرضیه را به‌ بار می‌آورد حقایق آن را تضمین می‌کنند بی‌آنکه آنها را به‌ طور کلی تثبیت کنند، در این صورت به‌ نظریة تأیید معتقد شده است. تبیین‌های روش‌شناختی از قبیل استقراگرایی بر این‌گونه تضمین‌ها صحه می‌گذارند و شواهد را سازندة فرضیة محتمل می‌دانند بی‌آنکه آن را با قطعیت تثبیت شده بدانند.
احتمال (probability). در زمینة تأیید، احتمال را نسبت بین گزاره‌های کمّی‌ای می‌دانند که نظریه صوری احتمالات این نسبت را توصیف می‌کند. به این ترتیب «درجة حمایت» یک گزاره از گزارة دیگر را اندازه‌ می‌گیرند؛ به‌ طور مثال، معین می‌کنند که گزاره‌های مشاهده‌ای تا چه اندازه می‌توانند فرضیة برخاسته از آنها را حمایت کنند.
همگرایی (convergence). متخصصان روش علمی اغلب ادعا می‌کنند که همگرایی ویژگی اصلی علم است و مقصودشان این است که نظریه‌های علمی در نظم و بستر تاریخی‌شان در یک نظریة نهایی و غایی و آرمانی به‌ هم می‌رسند. برطبق تبیین واقع‌گرایانة همگرایی، نظریة نهایی صادق است زیرا مطابق «جهان واقعی» است؛ اما بر پایة روایت عمل‌گرایانة همگرایی، نظریة نهایی صرفاً معین‌کنندة شاخص صدق است.
سادگی (simplicity). گاهی ادعا شده است که یکی از دلایل گزینش یک نظریة مقبول، علاوه بر مطابقت آن با داده‌های مشاهده‌ای، سادگی نظریه است. این دیدگاه روایت‌های گوناگون دارد، که در برخی از آنها بر عناصر صوری نظریه تأکید می‌شود، و در پاره‌ای دیگر بر محتوای آن. به‌ طور مثال، در بعضی از این روایت‌ها معیار سادگی نظریه، این است که در آن عناصر هستی‌شناختی کمتری وجود داشته باشد.
محافظه‌کاری روش‌شناختی (methodological conservatism). گاهی می‌گویند جامعة علمی آن نظریه‌ای را می‌پذیرد که با داده‌هایی که در نظریة قبلی کمترین دگرگونی را پدید می‌آورند سازگار باشد. این دیدگاه به‌نام محافظه‌کاری روش‌شناختی معروف شده است. کسانی که به محافظه‌کاری روش‌شناختی باور دارند از آن به‌عنوان دیدگاهی معقول دفاع می‌کنند.
آزمایش قاطع (crucial experiment). آزمایش و تجربه‌ای که بتواند به‌ طور قاطع نشان دهد که یک فرضیة علمی کاذب است نسبت به آن فرضیه، آزمایش قاطع نامیده می‌شود. بسیاری از فیلسوفان معتقدند برای یک فرضیة علمی، وقتی با فرضیه‌های نظری دیگر به‌ طور مرتبط لحاظ شود، نمی‌تواند آزمایش مطلقاً قاطع وجود داشته باشد.
2. مفاهیم مربوط به ساختار فرضیه
وقتی ساختار فرضیة علمی مطالعه و بررسی می‌شود چند مفهوم اساسی پدید می‌آید که عبارت‌ند از:
نظریه (throry). علم در مقام تبیین جهان، هستارها و اوصافی نو وضع می‌کند که می‌گویند این هستارها و اوصاف در مشاهدة مستقیم در دسترس نیستند. نظریه عبارت است از مجموعه‌ای از فرضیه‌هایی که این‌گونه هستارها و اوصاف را وضع می‌کنند. بعضی از فیلسوفان نتایج منطقی یک نظریه را به دو بخش تقسیم می‌کنند: بخشی که فقط بر چیزها و اوصاف مشاهده‌پذیر دلالت دارند، و بخشی که علاوه بر این، بر مشاهده‌ناپذیرها نیز دلالت می‌کنند. رویکردهای گوناگون تحویل‌گرایان (reductionists) و حذف‌گرایان (eliminationists) و ابزارانگاران (instrumentalists) درباب نظریه‌های علمی در این امر با یکدیگر توافق دارند که کل محتوای شناختی یک نظریه در نتایج مشاهده‌ای آن، که در جملات مشاهده‌ای گزارش می‌شود، خلاصه می‌گردد. اما در مقابل این رویکردها، فیلسوفانی وجود دارند که درباب نظریه‌های علمی، واقع‌گرا هستند و معتقدند که حتی مشاهده‌ناپذیرهای یک نظریه، واقعیت دارند و محتوای علمی نظریه را نمی‌توان به جملات مشاهده‌ای آن محدود ساخت.
ابزارانگاری (instrumentalism). ابزارانگاری بر آن است که آن بخش‌هایی از نظریة علمی را که به‌ طور مستقیم با نتایج مشاهده‌ای مرتبط نیست نباید اصلاً ارجاعی تلقی شود، بلکه باید بیش‌تر «ابزار زبانی صرف» تلقی شود که استنتاج نتایج مشاهده‌ای از فرانهش‌های (posits) معین را مْجاز می‌دارند. از نظرگاه ابزارانگاری اصطلاحاتی که بر مشاهده‌ناپذیرها دلالت می‌کنند فاقد ارجاع اصیل هستند و جملاتی که این‌گونه اصطلاحات را شامل می‌شوند درواقع به‌تنهایی نه صادق‌اند نه کاذب.
تحقیق‌پذیرگرایی (verificationism). تحقیق‌پذیرگرایی، نامی است عمومی برای این آموزه‌ که محتوای معناشناختی یک اظهار در شرایطی خلاصه می‌شود که پذیرش یا رد آن اظهار را تضمین می‌کنند. روایت‌های گوناگونی از تحقیق‌پذیری وجود دارد که می‌کوشند در عین حال هم این ادعایی تجربه‌گرایانه را حفظ کنند که محتوای یک اظهار عبارت است از کلّ پیامدهای تجربی آن، و هم حق تنوع وسیع شهودهای فراتحویل‌گرایانه درباب معنا را ادا کنند.
عملیات‌گرایی (operationalism). نام عملیات‌گرایی بر این آموزه اطلاق شده است که جملات نظری، چون دارای محتوای شناختی اصیل هستند، باید به جملاتی که فقط اصطلاحات مشاهده‌ای دارند دقیقاً ترجمه‌پذیر باشند.
کل‌گرایی معنا‌شناختی (semantic holism). برطبق دیدگاه کل‌گرایی معنی‌شناختی، معنای اصطلاحات موجود در نظریه‌های علمی را نقش این اصطلاحات در کل نظریه تثبیت می‌کند. بنابراین، نمی‌توان با توسل به اصطلاحات مشاهده‌ای اصطلاحات نظری (theoretical) را تعریف کرد بلکه همة اصطلاحات نظری معنای‌شان را «به‌عنوان گروه» از ساختار نظریه به‌عنوان یک کل به دست می‌آورند. نظریة تأییدی که با کل‌گرایی معنی‌شناختی متناظر است این است که تأیید یک نظریه شامل کل‌ نظریه می‌شود نه شامل تک‌تک جملات آن. این نظریة تایید را نیز کل‌گرایی تأییدی (confirmational holism) می‌نامند.
جملة رمزی (Ramsey’s sentence). جملة رمزی که فرانک پلومپتون رمزی (Frank Plumpton Ramsey)، (30 ـ 1903)، فیلسوف منطق و ریاضی‌دان انگلیسی آن را ابداع کرده است (نگا. رمزی، مبانی ریاضیات (The Foundations of Mathematics)، 1931، صص 36 ـ 212)، با هدف حذف اصطلاحات نظری در علم طراحی شده است. برای به‌ دست آوردن جملة رمزی همة جملات یک نظریة علمی را گرد می‌آورند، سپس به‌ جای هر اصطلاح نظری یک متغیر محمولی (predicate variable) می‌گذارند و بر سر جمله یک سور وجودی (existential quantifier) می‌گذارند تا متغیر را مقید سازد. این جمله در واژگان مشاهده‌ای تنها، همان نتایجی را دارد که نظریه دارد. بعضی‌ها ادعا کرده‌اند که محتوای شناختی نظریه رد جملة رمزی خلاصه می‌شود. تصور بعضی این است که جملة رمزی هم معنای اصطلاحات نظری را «معین» می‌کند و هم نتایج تجربی نظریه را دارد. به‌ طور مثال، در جملة «باران حاصل ابرهای باردار است و سبب رویش گیاهان می‌شود، اگر به‌ جای «باران» بگذاریم «الف» و بگوییم «یک الف وجود دارد که حاصل ابرهای باردار است و الف سبب رویش گیاهان می‌شود» به جملة رمزی متناظر با آن جمله دست یافته‌ایم.
تحویل (reduction). غالباً می‌گویند نظریه‌های چنان با یکدیگر پیوسته‌اند که یک نظریه به نظریة دیگر قابل تحویل است. مطالعة نسبت نظریه‌ها با یکدیگر در این زمینه را مطالعة تحویل بین نظریه‌ای نامیده‌اند. این‌گونه مدعیات تحویل‌گرایانه می‌تواند منشأ فلسفی داشته باشد، چنان‌که ادعا می‌کنند که اشیای مادی را می‌توان به داده‌های حسی یا نسبت‌های مکانی ـ زمانی را به نسبت‌های علّی تحویل داد؛ همچنین این‌گونه مدعیات تحویل‌گرایانه ممکن است حاصل اکتشافات علمی باشند، چنان‌که در تحویل نظریه امواج نور به نظریة تششع الکترومغناطیس چنین است. «الگو»‌های متفاوتی از تحویل به حسب زمینه و مورد وجود دارد.
واقع‌گرایی علمی (scientific realism). واقع‌گرایی علمی کاربردهای بسیار و متنوع دارد. کسانی که خود را واقع‌گرای علمی می‌دانند از جمله بر این تأکید دارند که نظریه‌های علمی «جا‌افتاده» نوعاً بر اوصاف واقعی جهان دلالت می‌کنند، و تاریخ گذشته ابطال‌های نظریه‌های علمی مقبول نمی‌تواند دلیل قانع‌کننده و خوبی برای شکاکیت دائم درخصوص مدعیات صادق نظریه‌های علمی معاصر باشد، و آن دسته از اصطلاحات نظریه‌های علمی را که بر مشاهده‌ناپذیر‌ها دلالت می‌کنند باید برحسب معنای ظاهری آنها تلقی کرد و نباید به شیوة ابزارانگارانه تفسیر کرد.
واقع‌گرایی درونی (internal realism). واقع‌گرایی درونی منکر ادعاهای ضدواقع‌گرایانة مبتنی بر ابطال‌های نظریه‌های مقبول در گذشته است. با این همه، واقع‌گرایان درونی درباب مطابقت مدعیات «مابعدالطبیعی» نظریه‌های صادق علمی با جهان واقعی، یا درباب هر مفهومی از صدق که بتوان با اصطلاحات غیرمعرفتی تعبیر کرد شک می‌آورند. درحالی‌ که نظریه‌ها ممکن است در یک نظریة نهایی «صادق» به هم برسند، مفهوم صدق در اینجا باید برحسب بعضی روایت مفهوم پیرسی از حقیقت به‌عنوان «تحقیق‌پذیری مستند نهایی» فهمیده شود.
تحت تصمیم بودن نظریه (underdetermination of theory). گاهی چنان است که چند نظریة متفاوت، که مشتمل بر مفاهیم نظری متفاوت هستند، با شاهد تجربه‌ای که در دسترس است به‌ طور تجربی حمایت می‌شوند و با آن شاهد سازگار هستند؛ به‌ تعبیر دیگر، هرگاه چند نظریه که منطقاً با یکدیگر سازگار نیستند اما همة شواهد ممکن تجربی همة آنها را حمایت کند می‌‌گویند این نظریه‌ها تحت تصمیم‌اند. این تعبیر همچنین بر جفت نظریه‌هایی اطلاق می‌شود که هرچند با یکدیگر ناسازگار نیستند، در عین حال شامل مفاهیم نظری کاملاً متفاوت هستند. در چنین وضعیتی معمولاً دنبال شاهد دیگری می‌گردند که یکی از نظریه‌های مورد بحث را بر دیگری ترجیح دهد. وجود این‌گونه نظریه‌ها هر فیلسوف تجربه‌گرا را مضطرب می‌سازد زیرا او یا باید همة این نظریه‌ها را انکار کند یا اینکه برای ترجیح یکی از نظریه ها بر نظریه‌های دیگر، که با این نظریه تحت تصمیم‌اند، یک اساس تجربی بیابد.
قانون طبیعت (Law of nature). قانون طبیعت، تصمیمی است از دریافت‌های تجربی دربارة جهان که قوت قانون دارد. انسان از قدیم تشخیص داده است که جهان، دست‌کم تا اندازه‌ای، دارای نظم است. یونانیان باستان این تشخیص را این‌ گونه مطرح می‌کردند که می‌گفتند جهان ما خائوس (κάοs، آشوب و بی‌نظمی) نیست بلکه کوسموس (κόσμοs، نظم خوب و زیبا) است. در خلال پیشرفت‌های علمی در سده‌های شانزدهم و هفدهم و مخصوصاً بعد از نیوتن این تصور کاملاً جاافتاده که جهان دارای نظمی است که می‌توان آن را از طریق روابط کمّی دقیق بین کمیت‌های فیزیکی بیان کرد. این‌گونه روابط وقتی کشف شدند، نام قانون به خود گرفتند، مثل قانون گرانش نیوتن، قانون بویل ـ ماریوت درباب گازها. ادعا می‌شود که قوانین طبیعت تصمیم‌های کلی مبتنی بر روابط علّی میان اشیاء فیزیکی است. دیوید هیوم منکر وجود این‌گونه قوانین شد و اعتقاد داشت که اظهارات کلی درباب اوصاف اشیای فیزیکی بیانگر روابط ضروری بین آنها نیست و این‌گونه اظهارات کاملاً بالعرض هستند و به عادات ما بستگی دارند. اما دیدگاهی که بعد از هیوم پدید آمد بر آن است که روابط کمّی‌ای که قوانین اصیل طبیعت بیان می‌کنند بسیار عمیق‌تر از روابط بالعرض‌اند و بیانگر نوعی از ضرورت می‌باشند. قانون طبیعت صرفاً به ما نمی‌گوید که چه چیزی رخ داده است، بلکه در عین حال این را نیز می‌گوید که چه چیزی باید رخ نماید. برخلاف دیدگاه کسانی مثل هیوم، قانون طبیعت صرفاً تعمیم محض دربارة موارد جزئی نیست بلکه اوصاف کلی با روابط کلی بین اشیای فیزیکی را بیان می‌کند.
یکسانی شرایط ceteris paribus) یا caeteris paribus هر دو صورت استعمال می‌شود). مقصود از این اصطلاح این است که معمولاً برای اطلاق قانون علمی به وضعیت‌های واقعی در جهان و برای حفظ صدق پیش‌بینی قانون آن را با این عبارت مشروط می‌سازند که «دیگر اوصاف وضعیت مورد نظر عادی است». این‌ گونه عبارات را که بر داشتن شرایط معین دلالت دارد یکسانی شرایط می‌نامند. اینکه این شرایط را نمی‌توان همیشه برآورده یافت نشانِ وجود مسائل مهمی درباب «بافت باز» (open texture) مدعیات علمی است.
جبرانگاری (موجبیت، determinism). براساس جبرانگاری، با وجود قانون‌های طبیعت، تشخیص کامل یک وضعیت جهان در یک زمان برای ثابت دانستن آن در هر زمان دیگر بسنده است. البته جبرانگاری را نباید با مدعیات مربوط به پیش‌بینی‌پذیر بودن کلّی خلط کرد زیرا حتی اگر جبرانگاری دیدگاهی درست باشد ممکن است وضعیت کامل جهان هرگز برای معرفت علمی در اصل دسترس‌پذیر نباشد.
3. مفاهیم مربوط به مبانی نظریه‌های فیزیکی
چند مفهوم اساسی وجود دارند که به هنگام بحث از مبانی نظریه‌های فیزیکی، و به‌ویژه به‌ هنگام بحث درباب نظریه‌های مربوط به مکان و زمان و نظریة کوانتوم پیش می‌آیند. از جملة این مفاهیم عبارت‌اند از:
روابط‌‌‌انگاری (relationsim). این آموزه که مکان و زمان باید به‌مثابة تبار روابط مکانی و زمانی موجود در بین اجزای مادی سازندة جهان تلقی شود روابط‌انگاری نامیده شده است. روابط‌انگاران منکر این هستند که «خود مکان» نیز باید جزئی از جهان در کنار دیگر اجزای مادی سازندة جهان تلقی شود.
جوهرانگاری (substantivialism). جوهرانگاری همان دیدگاهی درباب مکان است که روابط‌انگاری آن را نفی می‌کند. براساس جوهرانگاری، «خود مکان» یک جزء دیگری از جهان است که باید آن را به همراه دیگر اجزای مادی جهان، در نظر گرفت.
اصل ماخ (Mach’s principle). این اصل که به‌نام ارنست ماخ (Ernest Mach؛ 1916 ـ 1838) فیزیک‌دان و مورخ علم و فیلسوف علم اتریشی معروف شده است می‌گوید که همة پدیده‌های فیزیکی، ازجمله همة نیروهایی که نیوتن برای اثبات موضع جوهرانگاری به‌کار برده است، باید به حسب روابط‌انگاری تبیین‌پذیر باشند. ماخ با ورود فرض‌های مابعدالطبیعیِ مربوط به هستارهایی که نمی‌توان از آنها تجربة مستقیم داشت در علم مخالف بود. او بر طبق این اصل با مفهوم نیوتنی «زمان مطلق» و «مکان مطلق» و «وجود اتم‌ها» به‌شدت مخالفت کرد. او سخن گفتن از اتم‌ها و ملکول‌ها را هرگز به‌ معنای تحت‌اللفظی کلمه، صادق ندانست. اصل ماخ در کسانی مثل ویلیام جیمز و برتراند راسل و همچنین در شکل‌گیری افکار پوزیتیویستی اصحاب حلقة وین تأثیر داشته است. او خیال می‌کرد که می‌توان به‌جای تبیین نیوتن از نیروها به حسب شتاب نسبت به «خود مکان»، تبیین شتاب شیء مورد آزمون نسبت به مادة ثابت جهان، یعنی «ستارگان ثابت» (فلک ثوابت) را نشاند!
اصل عدم قطعیت (uncertainty principle). این اصل به‌نام ورنر کارل هایزنبرگ (Werner Karl Heisenberg)؛( 76 ـ 1901) فیزیک‌دان آلمانی و یکی از آفرینندگان اصلی مکانیک کوانتوم و یکی از دو نویسندة‌ اصلی به‌ اصطلاح تفسیر کپنهاگی این نظریه معروف است. بر طبق اصل عدم قطعیت هایزنبرگ نمی‌توان بعضی از جفت کمیت‌ها، مانند مکان و اندازة حرکت، را در نظریة کوانتوم با هر درجه از دقت دلخواه تعیین کرد. این مسئله که آیا این محدودیت از آنِ معرفت انسان نسبت به این سیستم است یا از آن ماهیت خود سیستم، در تفسیر مکانیک کوانتوم یک مسئلة اساسی است و خود هایزنبرگ در تفسیر موسوم به تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتوم طرفدار شق دوم است. فیزیک‌دانان بزرگی هم‌چون آلبرت اینشتین مخالف تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتوم هستند و محدودیت مورد بحث را به معرفت انسان نسبت می‌دهند و متن واقعیت را متعیُن می‌دانند.
متغیرهای نهانی (hidden variables). آیا ممکن است احتمالات و همبستگی‌های کوانتومی و به‌ طور کلی، عدم قطعیت در مکانیک کوانتوم ناشی از نادانی ما نسبت به متغیرهایی باشد که در سطحی عمیق‌تر از سطح شناخته‌شده در مکانیک کوانتوم باشد؟ اگر این طور باشد، باید آن متغیرها را، که متغیرهایی که در یک سطح زیرکوانتومی فرض می‌شوند، متغیرهای نهانی بنامیم. استدلال‌هایی وجود دارد که در آنها کوشش کرده‌اند نشان دهند فرض پاره متغیرهای نهانی می‌تواند نتایج احتمالاتی در سطح کوانتومی را تحت تأثیر قرار دهد و با پیش‌بینی‌های نظریة کوانتوم در تعارض باشد. مسئلة مهم در نظریه‌های حاوی متغیرهای زمانی این است که این نظریه‌ها موجبتی هستند.
قضیة بِل (Bell’s theorem). این قضیه که نامساوی بل (Bell’s inequality) نیز نامیده شده است به‌نام جان بِل (John Bell) معروف است. مسئلة متغیرهای نهانی سال‌ها تحت‌الشعاع قضیة معروفی بود که فون‌ نویمان (Von Neumann) در 1932 مدعی شد آن را اثبات کرده است. برطبق قضیه فون نویمان همة نتایج هر نظریة موجبیتی، که دارای متغیرهای نهانی باشد، نمی‌تواند با نتایج نظریة کوانتوم سازگار باشد. به‌ تعبیر دیگر، نتیجة ادعایی قضیة مذکور این بود که نظریة کوانتوم، کامل است و با هر نظریة تفصیلی دیگر که سطح زیر سطح کوانتومی را با به‌ کار بستن متغیرهای نهانی در حساب آورد ناسازگار است. قضیة فون نویمان اگر درست می‌بود وضعیت مکانیک کوانتومی و تفسیر کپنهاگی از آن را تثبیت می‌کرد. اما بوهم (D. Bohm) در 1952 نظریه‌ای را مطرح ساخت که، هرچند مشتمل بر متغیرهای نهانی بود، در همة موارد تجربی پیش‌بینی‌های نظریة کوانتوم را به دست می‌داد و نتایج‌اش با نتایج آن مطابقت داشت. این موفقیت بوهم اعتراضات بعضی از فیزیک‌دانان بزرگ مانند اینشتین و اروین شرودینگر و لویی دوبروی به نظریة کوانتوم را تقویت کرد و اعتراضات بر این نظریه از هر دو جهت فیزیکی و فلسفی شدت گرفت. با این همه، هنوز کسی نتوانسته بود اثبات فون نویمان درباب عدم وجود متغیرهای نهانی را کنار بگذارد. این کار توسط جان بِل در 1964 صورت گرفت. بِل رخنة موجود درباب رابطة فیزیک و ریاضی در قضیة فون نویمان را نشان داد، و ثابت کرد که پاره‌ای از مفروضات این قضیه غیرمعقول هستند. بِل ضمناً روابطی پیشنهاد کرد که امکان تمایز تجربی بین مکانیک کوانتومی و نظریه‌های دارای متغیرهای نهانی را مطرح می‌ساخت. این روابط به قضیة بِل (نامساوی‌های بِل) معروف هستند.
مکملیت (complementarity). مکملیت اصطلاحی است که نیلس بور، فیزیک‌دان دانمارکی و یکی از دو نویسندة اصلی تفسیر کپنهاگی مکانیک کوانتوم برای توصیف آنچه او ساختار بنیادی جریان در پرتو مکانیک کوانتوم می‌دانست به کار برد. بر طبق مکملیت بور ارائة توصیف فیزیکی واحد از یک پدیدة اتمی امکان ندارد اما برای هر سیستم اتمی می‌توان دو توصیف مکمل هم، که مانعه‌الجمع‌اند و هریک در شرایطی کامل‌اند، ارائه کرد. گاهی مکملیت را برای نشان دادن این واقعیت به‌کار می‌برند که مقادیر مربوط به جفت‌های مزدوج مشمول روابط عدم قطعیت‌اند. گاهی نیز آن را در حوزة وسیع‌تری به‌کار می‌برند و می‌گویند بعضی پدیده‌ها باید در تصویر موجی از جهان و بعضی دیگر در تصویر ذره‌ای از جهان باید گنجانده شود و این دو تصویر مکمل هم‌اند اما هیچ‌کدام به‌تنهایی با همة نتایج آزمایشگاهی سازگار نیستند. بعضی از فیلسوفان دین و علم، حوزة کاربرد مکملیت را بسیار گسترده‌تر گرفته‌اند و به‌ طور مثال گفته‌اند که علم و دین، در معنای فنی اصطلاح، مکمل هم‌اند!
مسئلة اندازه‌گیری (measurement problem). صورت‌بندی مقبول نظریة کوانتوم دو راه برای شکل‌‌گیری حالت کوانتومی مطرح می‌کند. وقتی سیستم «مشاهده‌ناشده» باشد حالت بر طبق معادلة موجبیتی شرودینگر شکل می‌گیرد. اما وقتی سیستم «اندازه‌گیری شده باشد» سیستم دچار گسست «تقلیل بستة موج» به یک حالت کوانتومی جدید می‌شود که در اثر پیامد فرایند اندازه‌گیری تعین می‌یابد. مسئلة اندازه‌گیری درواقع این مسئله است که چگونه می‌توان فرایند اندازه‌گیری را با قوانین تحول دینامیک سیستم تطبیق داد.
بقا و تقارن (conservation and symmetry). تعدادی از اصول مهم فیزیک تصریح می‌کنند که برخی کمیات فیزیکی باقی می‌مانند، یعنی مقدار آنها در طول زمان بی‌تغییر باقی می‌ماند. نخستین اصول بقا عبارت‌اند از اصل بقای ماده، اصل بقای انرژی، اصل بقای اندازة حرکت. این سه اصل در اصل نسبیتیِ اصل بقای اندازة حرکت ـ انرژی در هم ادغام شدند. قوانین بقای دیگری (از قبیل بقای تعداد ذرات سنگین اتمی از قبیل پروتون و نوترون) در نظریة ذرات بنیادی مطرح شده‌اند. تقارن در نظریه فیزیکی ثبات بعضی ویژگی ساختاری جهان را تحت بعضی تبدیل‌ها مطرح می‌کند. انتقال و چرخش ثابت در مکان، و عدم تغییر به هنگام انتقال از یک چارچوب مرجع با حرکت یکنواخت به چارچوب مرجع دیگر، نمونه‌هایی از تقارن هستند. این‌گونه تقارن‌ها این واقعیت را آشکار می‌سازند که سیستم‌هایی که با انتقال‌های متقارن به یکدیگر مربوط هستند در تحول فیزیکی‌شان یکسان رفتار می‌کنند. بعضی تقارن‌ها مانند تقارن‌هایی که در بالا ذکر شد به زمان ـ مکان مربوط‌اند، درصورتی که بعضی دیگر (مانند تقارن الکترومغناطیسی تحت به اصطلاح انتقال‌های پیمانه‌ای (gauge transformations)) چنین نیستند. کار مهم اما نوئتر (Emma Noether) ریاضی‌دان، نشان دادنِ این بود که هر قانون بقا از وجود تقارن زیربنایی مربوط به آن مشتق می‌شود.
نظریه آشوب و سیستم‌های آشوبناک (chaos theory and chaotic systems)
در تاریخ مطالعة علمی سیستم‌های موجبیتی، الگوی تبیین این بوده است که حالات آیندة سیستم را براساس ویژگی آن در حالت اولیه‌اش پیش‌بینی کردند. اما برای اینکه این‌گونه پیش‌بینی سودمند باشد، باید حالات اولیه به حالات آینده‌ای منتهی شود که در کنار یکدیگر هستند. اکنون معلوم شده است که این مطلب فقط در موارد استثنایی، صادق است. به‌ طور کلی سیستم‌های موجبیتی سیستم‌های آشوبناک هستند، یعنی حتی حالات اولیه‌ای که بسیار به یکدیگر نزدیک هستند در فواصل کوتاه زمان به حالات آینده‌ای منتهی خواهند شد که به‌ سرعت از یکدیگر جدا می‌شوند و با یکدیگر اختلاف دارند.
نظریة‌ آشوب برای فراهم آوردن مجموعه‌ای از مفاهیم سودمند برای توصیف ساختار دینامیک این‌گونه سیستم‌های آشفته پدید آمده است. نظریة آشوب ویژگی‌های سیستمی را مطالعه می‌کند که تعین خواهد یافت و بررسی می‌کند که آیا تحول آن آشوبناک است یا نه، و مقولات توصیفی ضروری را برای تشخیص انواع حرکت آشوبناک فراهم می‌کند.
تصادفی بودن (randomness)
تمایز شهودی بین توالی تصادفی و توالی دارای نظم نقش مهمی در مبانی نظریة احتمالاتی و مطالعة علمی سیستم‌های دینامیکی دارد. توالی تصادفی چیست؟ تعریف‌های ذهن‌گرایانه از تصادفی بودن بر عدم توانایی شخص در تعیین رخداد آینده در توالی براساس معرفت خویش متمرکز می‌شوند. اما تعریف‌های عین‌گرایانه از تصادفی بودنْ می‌کوشند تصادفی بودن را بدون ارجاع به معرفت شخص مشخص سازند. به این ترتیب، در حالی که دیدگاه اول می‌کوشد امر تصادفی را دارای یک ویژگی معرفت شناختی بداند و اصلاً وجود آن را ناشی از نقص معرفتی انسان معرفی کند، دیدگاه دوم امر تصادفی را به متن واقعیت نسبت می‌‌دهد، واقعیتی که حتی اگر همة ویژگی آن شناخته شود باز به حسب ماهیتش تصادفی است و پیامد هیچ وضع معین سابق نیست.